Antimicrobial activity of surfactants produced by Bacillus subtilis R14 against multidrug-resistant bacteria

ABSTRACT

Lipopeptides represent a class of microbial surfactants with increasing scientific, therapeutic and biotechnological interests. The genus Bacillus is a producer of these active compounds, and among them B. subtilis produces surfactin, the most potent biosurfactant known. These compounds can act as antibiotics, antivirals, antitumorals, immunomodulators and enzyme inhibitors. In this work, the antimicrobial activity of biosurfactants obtained by cultivation of B. subtilis R14 was investigated against multidrug-resistant bacteria. During cultivation in defined medium, the surface tension of the medium was reduced from 54 mN/m in the beginning of the microbial growth to 30 mN/m after 20 hours. A crude surfactant concentration of 2.0 g/L was obtained after 40 hours of cultivation. A preliminary characterization suggested that two surfactants were produced. The evaluation of the antimicrobial activity of these compounds was carried out against 29 bacteria. Enterococcus faecalis (11 strains), Staphylococcus aureus (6 strains) and Pseudomonas aeruginosa (7 strains) and Escherichia coli CI 18 (1 strain) displayed a profile of well defined drug resistance. All strains were sensitive to the surfactants, in particular Enterococcus faecalis. The results demonstrated that lipopeptides have a broad spectrum of action, including antimicrobial activity against microorganisms with multidrug-resistant profiles.

RESUMO

Os lipopeptídeos representam uma classe de surfactantes microbiológicos com crescente interesse científico, terapêutico e biotecnológico. O gênero Bacillus é um dos maiores produtores destes compostos ativos. Dentre as espécies produtoras de biossurfactante, B. subtilis produz surfactina um dos mais conhecidos. Estes compostos atuam como antibióticos, antivirais, agente antitumorais, imunomoduladores e inibidores enzimáticos. O objetivo deste trabalho foi determinar a atividade antimicrobiana de biossurfactantes, obtidos pelo cultivo de B. subtilis R14, frente a bactérias multidroga-resistentes. Durante o cultivo em meio quimicamente definido, a tensão superficial do meio foi reduzida de 54 mN/m no início do crescimento microbiano para 30 mN/m depois de 20 h. Uma concentração de surfactante bruto de 2 g/L foi obtida depois de 40h de cultivo. Uma caracterização preliminar sugeriu que dois surfactantes foram produzidos. A avaliação antimicrobiana destes compostos foi realizada frente a vinte e nove bactérias. O perfil de multidroga-resistência foi previamente definido para Enterococcus faecalis (11 cepas) Staphylococcus aureus (6 cepas), Pseudomonas aeruginosa (7 cepas) e Escherichia coli IC18. Todas as cepas foram sensíveis aos surfactantes, em particular Enterococcus faecalis. Os resultados demonstraram que os lipopeptídios têm um amplo espectro de ação, incluindo microrganismos multidroga-resistentes.